(Do Hyung Lee)
์ด๋ํ1
(Hyeon Do Jeong)
์ ํ๋2
(Byeong Hwa Kim)
๊น๋ณํ3โ
-
๋ฐฐ์ฌ๋ํ๊ต ๊ฑด์คํ๊ฒฝ์ฒ ๋๊ณตํ๊ณผ ๊ต์
(PaiChai University)
-
๋ฐฐ์ฌ๋ํ๊ต ๊ฑด์คํ๊ฒฝ์ฒ ๋๊ณตํ๊ณผ ์์ฌ๊ณผ์
(PaiChai University)
-
๊ฒฝ๋จ๋ํ๊ต ํ ๋ชฉ๊ณตํ๊ณผ ๊ต์
(Kyungnam University)
Key words (Korean)
์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์, ์ง์ง๊ฐ๋ ๋ฒ์, ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ต๋, ์์ํ๊ณ์ํ, ์ํ๋ณ์๋น
Key words
Seismic fragility analysis, Earthquake intensity range, RC bridge, Damage limit state, Lateral drift ratio
-
1. ์ ๋ก
-
2. ํด์๋์ ๊ต๋ ๋ฐ ๊ต๊ฐ์ ์์ ํํ
-
2.1 ํด์๋์ ๊ต๋
-
2.2 ๊ต๊ฐ์ ์์ ํํ
-
3. ํด์๋์ ๊ต๋์ ํด์ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅ์๋ต
-
3.1 ํด์๋ชจ๋ธ
-
3.2 ์
๋ ฅ์ง์งํ
-
3.3 ๋์ ๊ต๋์ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅ์๋ต
-
4. ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์
-
4.1 ์ต์ฐ๋๋ฒ
-
4.2 ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ํ๋ณ์๋น
-
4.3 ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
2016๋
9์ 12์ผ ๊ฒฝ๋ถ ๊ฒฝ์ฃผ์ ๋จ์์ชฝ ์ฝ 11.6km์์ ๊ท๋ชจ 5.8์ ์ง์ง์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ๊ท๋ชจ 5.8์ ์ง์ง์ ๊ตญ๋ด์์ ์ง์ง๊ณ์ธก์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง
์ดํ ๊ฐ์ฅ ํฐ ๊ท๋ชจ์ ์ง์ง์ด์์ง๋ง ๋คํ์ด ์ธ๋ช
ํผํด๊ฐ ์์๊ณ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋น๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ์์์ ๋ฐ์ํ ํผํด๋ง์ด ๋ณด๊ณ ๋์๋ค(Lee et al., 2016; Lee
and Jeon, 2016). ์ดํ 1๋
์ด ์กฐ๊ธ ์ง๋ 2017๋
11์ 15์ผ ํฌํญ์ ๋ถ๊ตฌ ๋ถ์ชฝ ์ฝ 9km ์ง์ญ์์ ๊ท๋ชจ 5.4์ ์ง์ง์ด ๋ฐ์ํ์๊ณ
ํฌํญ ๋ฐ ์ธ๊ทผ์ง์ญ์ ์ฃผ๊ฑฐ์ฉ ํ๋กํฐ ๊ฑด๋ฌผ์ ์๋นํ ํผํด๋ฅผ ์ ๋ฐํ์๋ค. 1๋
์ฌ์ ๊ฑธ์น ๋ ๋ฒ์ ์ง์ง์ ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ์ ํฐ ๊ฒฝ๊ฐ์ฌ์ ๋ถ๋ฌ ์ผ์ผ์ผฐ๊ณ ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ๋
๋ ์ด์ ์ง์ง ์์ ์ง๋๊ฐ ์๋๋ผ๋ ์ฐ๋ ค๊ฐ ์ปค์ง๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์ฌ์ค์ ์ง๋ 10์ฌ๋
์ ๊ฑธ์ณ ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ๊ฐ ๊ทผ์ ํด ์๋ ํํํ์ ์ง์ญ ๊ณณ๊ณณ์์ ๋ฐ์ํ
๊ท๋ชจ 5.0 ์ด์์ ๊ฐ์ง์ด ๋ท๋ฐ์นจํด์ค๋ค. ๋ํ์ ์ธ ์๋ก 2008๋
5์ 12์ผ ์ค๊ตญ ์ฐ์ดจ์ฑ์์ ๋ฐ์ํ ๋ฆฌํํฐ ๊ท๋ชจ 7.9์ ๊ฐ์ง์ ์ด์ด, 2011๋
3์ 11์ผ ์ผ๋ณธ ๋ํธ์ฟ ์ง๋ฐฉ์์ ๋ฐ์ํ ์ผ๋ณธ์ ์ง์ง ๊ด์ธก ์ฌ์ ์ต๋์ธ ๋ฆฌํํฐ ๊ท๋ชจ 9.0์ ๋์ง์ง์ผ๋ก ๋ง๋ํ ํผํด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค.
์ง์ง๊ณตํ์ ๊ณผ๊ฑฐ์ ํฌ๊ณ ์์ ์ง์ง์ ์ํ ๋ค์ํ ํผํด์ฌ๋ก ์กฐ์ฌ์ ์์์์ธ ๋ถ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด์ ๋ํ ๋ณด์/๋ณด๊ฐ์ ๋ํ ์คํ์ , ํด์์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๋ฐ์ ํ์ฌ
์๋ค. ์ง์งํ์ค์ ์ํ ๋ด์ง์ค๊ณ ๋ํ ์ง์ง์ ์ํ ํ๊ดด ์์ ๋ฐ ์์์์ค์ ๋ํ ํด์ ๋ฐ ๋ชจ์ฌ์คํ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ๊ณ ๋์ ๋์ด ์๋ค. ํ์ง๋ง ๊ทธ๋ผ์๋
๋ถ๊ตฌํ๊ณ ์์ ์ธ๊ธ๋ ์ง์ง์ฌํด๋ ์ง์งํ์ค ์์ฒด์ ๋ถํ์ค์ฑ ๋๋ฌธ์ ๋ช
ํํ๊ฒ ์์ธกํ๊ธฐ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ด๋ ต๋ค. ์ต๊ทผ ๋ค์ด ์ง์งํ์ค ์์ฒด์ ๋ถํ์ค์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ๊ธฐ ์ํด
ํ๋ฅ ๋ก ์ ๋ด์ง์ฑ๋ฅํ๊ฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ธ ์ง์ง์ํ๋ ํด์์ด๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ ์ํ๋์ด ์๋ค. ํนํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ง๋ฐ์ด๋์ ํฌ๊ธฐ ์ง์(์๋ฅผ
๋ค์ด, ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋, ์ต๋์ง๋ฐ์๋, ์ต๋์ง๋ฐ๋ณ์, ์คํํธ๋ด ๊ฐ์๋, ์คํํธ๋ด ์๋, ์คํํธ๋ด ๊ฐ๋ ๋ฑ)์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ ๋ฐ์์ ํ๋ฅ ์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก,
1980๋
๋ ์ด ์์๋ ฅ๋ฐ์ ์์ ํ๋ฅ ๋ก ์ ์ง์ง ์์ ์ฑ ๋ถ์์ ์ํ์ฌ ๊ฐ๋ฐ๋์๋ค. ์ต๊ทผ์๋ ๋ฏธ๊ตญ, ์ผ๋ณธ ๋ฑ์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ผ๋ฐ ํ ๋ชฉ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์๋ ์ ์ฉํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ
ํ๋ฐํ ์ํ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ๊ตญ๋ด์์๋ ๊ต๋๊ตฌ์กฐ๋ฌผ ๋ฐ ๊ฑด๋ฌผ ๋ฑ์ ๋ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ด ํ๋ฐํ ์ํ๋์ด ์๋ค.
Koh et al.(2003)์ ์์ฑ์์๋ชจํ์ ๊ธฐ์ดํ ์์์ง์๋ฅผ ์ ์ํ์๊ณ , ์ด๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ง์งํ์ค์ ๋ํ ์์ํ๋ฅ ์ ๊ณ์ฐํจ์ผ๋ก์จ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์ ๋ฐ
์ง์ง์ํ๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, Yi et al.(2004)์ ๋ฉด์ง๊ต๋์ ๋ํด ๊ต๊ฐ์ ํ์ ์ฐ์ฑ๋, ๊ต๋๋ฐ์นจ์ ๋ณ์, ์์๋ชจํ ๋ฑ์ ๋ค์ํ ์์์ง์๋ฅผ
ํตํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๋ถ์์ ์ํํ์๊ณ , ๋ํ ์ง์ง์ ํ๊ท ์ฌํ์ฃผ๊ธฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ๋ฅ ๋ฐ๋ํจ์ ๋ณด๊ฐ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ด์ฉํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๋ถ์ ๋ฑ๋ ์ ์ํ์๋ค. Kim
et al.(2004)์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ค ๊ฐ์ง ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฑ๋ฅ์คํํธ๋ผ ๊ธฐ๋ฒ์ ํตํด ๊ตฌํด์ง ์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ๋ค์ ๋น์ ํ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ํด ๊ตฌํด์ง ์ทจ์ฝ๋
๊ณก์ ๊ณผ ๋น๊ต๋ถ์ํ์๊ณ , Kim et al.(2008)์ ์์ดํ ์ง๋ฐํน์ฑ์ด FCM ๊ต๋์ ๋ด์ง์ฑ๋ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๋ถ์๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ํ๊ฐํ์๋ค.
ํํธ, ๊ตญ๋ฆฝ๋ฐฉ์ฌ์ฐ๊ตฌ์์์๋ ๊ต๋๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ํจ์ ๊ตญ์ฐํ์ฐ๊ตฌ(National Institute for Disaster Prevention, 2007)๋ฅผ
์ํํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋จผ์ ๋ชจ๋ ๊ตฌ์กฐํ์ ๋ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ต๋์ ๋ถ๋ฅ์ฒด๊ณ๋ฅผ ์ ์ํ์๊ณ , ๊ฐ๊ฐ์ ๋ถ๋ฅ๋ ๊ต๋ํ์๋ง๋ค ์์นํด์์ ์ํ ๋ํ๊ต๋๊ณผ ์ธ๊ณต์ง์ง์
์ ์ ํ์ฌ, ์ ์๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ตญ๋ด ๊ต๋๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ ์ ์ฉ์ฑ์ ํ๊ฐํ์๋ค. ์ด์ฒ๋ผ ๊ตญ๋ด์์๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ๊ฒ ์งํ๋์ด
์๋ค.
์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๋ถ์๋ฐฉ๋ฒ์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ณผ๊ฑฐ์ ์ง์ง ํผํด์ฌ๋ก ๋ถ์์ ์ํ ๊ฒฝํ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๋ง์ ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๋ํ ๋น์ ํ ํด์์ ์ํํ๋
ํด์์ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์๋ค. ๊ตญ๋ด์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ง์งํผํด ๊ธฐ์ด์๋ฃ ๋ฐ ๊ณ์ธก์ง์งํ๊ฐ ๋ถ์กฑํ์ฌ ํด์์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๋ถ์์ ๋๋ถ๋ถ ์์กดํ๊ณ ์๋ค. ํด์์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋
๋ถ์ ๋ฐฉ๋ฒ์, ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ์ฌ์ฉํ๋ ์
๋ ฅ์ง์งํ๋ก ์ธ๊ณต์ง์งํ์ ๊ธฐ์กด์ ์ค์ ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ํ์ฌ ํด์์ ์ํํ๋ค. ํ์ง๋ง ๋น์ ํ
๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์ ์, ์
๋ ฅ์ง์งํ์ ์ง์ง๊ฐ๋ ๋ฒ์์ ๋ํ ๋ช
ํํ ๊ทผ๊ฑฐ๊ฐ ์์ด ๋งค์ฐ ํฐ ์ง์ง๊ฐ๋๊น์ง ์ ํ ์์ด ํด์์ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ์ผ๋ก ์ด๋
์ค์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์์ ๋ฐ์ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์์ ๊ฑฐ๋๊ณผ๋ ๋ค๋ฅธ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ ๋ํ๋ผ ์๋ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ง์งํ์ค์ผ๋ก ์ธํด ์ค์ ์์์ ์
์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ
๊ต๋์ ์ ํํ์ฌ ๋ค์ํ ์ง์ง๊ฐ๋ ๋ฒ์์ ๋ํ ๋น์ ํ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ์ํ ํ, ํด์๊ฒฐ๊ณผ์ ์ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ์ฌ ํด์๋์ ๊ต๋์ ์์ํํ์
๋ฐ๋ฅธ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ ํฉ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฒํ ํ์๋ค.
2. ํด์๋์ ๊ต๋ ๋ฐ ๊ต๊ฐ์ ์์ ํํ
2.1 ํด์๋์ ๊ต๋
์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์์ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ณผ๊ฑฐ ์ง์ง์ ์ํด ์์์ด ๋ฐ์ํ ๊ต๋์ ์ ์ ํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ์ ํ ๊ต๋์ 1995๋
1์
17์ผ์ ๋ฐ์ํ ์ผ๋ณธ ํจ๊ณ ํ ๋๋ถ์ ๊ณ ๋ฒ ๋์ง์ง์์ ์์์ ์
์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ต๋์ผ๋ก ํ์ ๊ณ ๊ฐ๋๋ก ๊ต๋ 3๋ฒ ๋ฃจํธ(route)์ ์ผ๋ถ ๊ตฌ๊ฐ์ด๋ค(Elnashai
et al., 1995). ํ์ ๊ณ ๊ฐ๋๋ก ๊ต๋์ 25~35m์ ๊ฒฝ๊ฐ์ด ๋ฐ๋ณต์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ด ํด์์ ํธ์ด์ฑ์ ์ํด ๊ต๊ฐ์ด ์์์ด ์
์ ์ผ๋ถ ๊ตฌ๊ฐ์
์ด ์ฐ๊ตฌ์ ํด์๋์ ๊ต๋์ผ๋ก ์ ํํ์๋ค. ์ ํ๋ ๊ต๋์ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ธ ๊ฐ์ ๊ต๊ฐ P663, P664 ๋ฐ P665๋ก ์ง์ง๋๋ ๊ตฌ๊ฐ์ผ๋ก ๋ฐ๋ณต์ ์ธ ๊ต๋์ ํน์ฑ์
๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ฒฝ๊ฐ S662์ S665์ ํ์ชฝ ๋จ๋ถ๋ฅผ ๊ต๋๋ก ๊ฐ์ ํ์๋ค(Lee et al., 2005).
๊ต๋์ ์๋ถ๊ตฌ์กฐ๋ ํ๋ถ ํ๋์ง์ ์ ์์ด ๋ณํํ๋ 6๊ฐ์ Iํ ๊ฐ ์ฃผํ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์๊ณ ๊ฐ ์ฃผํ์ ์ข๊ตด ๋ฐฉ์ง๋ฅผ ์ํด ์์ด ๋น ์ํ๊ฐ๊ด์ด ์ฃผํ ์ฌ์ด์
๋ธ๋ ์ด์ฑ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋์๋ค. ํ๋ถ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ชจ๋ ๊ต๊ฐ ๋จ๋ฉด์ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํ๋จ๋ฉด์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ์๊ณ , ๊ต๊ฐ P663์ ์ง๋ฆ์ 2300mm์ธ ๋ฐ๋ฉด์ ๊ต๊ฐ
P664์ P665์ ์ง๋ฆ์ 2500mm์ด๋ค. ๋ชจ๋ ๊ต๊ฐ ๋จ๋ฉด์ ์ถ๋ฐฉํฅ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ ๊ฒน์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผ๋์ด ์์์ง๋ง, ๋ฐ๊นฅ์ชฝ ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ์ด์ ๋ฐ๋ถ๋ถ์์ ์ฝํ๋ถ๊น์ง
์ฐ์๋์ด ์๋ ๋ฐ๋ฉด์ ์์ชฝ ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ์ด์ ๋ฐ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก๋ถํฐ 8770mm ๋์ด ๊น์ง๋ง ๋ฐฐ๊ทผ๋์๋ค. ๊ต๊ฐ P663์ ๊ธฐ์ด์ ๋ฐ ๋ถ๋ถ์์ ์ฝํ๋ถ ์๋ถ๊น์ง์
์ด๊ธธ์ด๊ฐ 15539mm์ด๊ณ , ๊ต๊ฐ P664์ P665์ ์ด๊ธธ์ด๋ ๊ต๊ฐ P663 ๋ณด๋ค๋ ์ฝ๊ฐ ์์ 15234mm๋ก ๋์ผํ๋ค. ๊ต๊ฐ์ ์ ์ ๋ฐ ๋จ๋ฉด์์ธ๋
๊ฐ๊ฐ Figs. 1 and 2์ ๋ํ๋ ์๋ค.
Fig. 1.
Dimensions of Piers
Fig. 2.
Cross-Section Details of Piers P664 and P665 (Values in Parentheses Represent Dimensions
for Pier P663)
2.2 ๊ต๊ฐ์ ์์ ํํ
์ ํ๋ ๊ต๋์ ์๋ถ๊ตฌ์กฐ์๋ ์์์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์ ๋ฐ๋ฉด์, ๊ต๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ต๊ฐ์ ์ค์๋์ด ๋ถ๋ถ์์ ์ฌํ ์์์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์๋
์ธ ๊ต๊ฐ์ ๋ฐ์ํ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์์ํํ๋ก๋, ๊ต๊ฐ์ ์ค์๋์ด ๋ถ๋ถ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํผ๋ณต๋ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ค์๋ถ์ ๋๋ ์ ์ฒด์ ๊ฑธ์ณ ๋ฐ์ํ์๊ณ , ์ถ๋ฐฉํฅ ์ฒ ๊ทผ์ ์ข๊ตด๊ณผ
ํจ๊ป ์ํํํ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ํก๊ตฌ์ ์ฒ ๊ทผ ์ผ๋ถ๊ฐ ํ๋จ๋์์ผ๋ฉฐ ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ฌ๋ถ๊ตฌ์์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ํ ํ๊ดด๋์๋ค. ๊ต๊ฐ ์์ ํํ์ ๋ํ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ก ๊ต๊ฐ P664์
ํ๊ดด ์์์ Fig. 3์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 3.
Representative Observed Damage Pattern of Pier P664 (Elnashai et al., 1995)
3. ํด์๋์ ๊ต๋์ ํด์ ๋ชจ๋ธ ๋ฐ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅ์๋ต
3.1 ํด์๋ชจ๋ธ
2.1์ ๊ธฐ์ ๋ ํด์ ๋์ ๊ต๋์ ๋ํ ๋น์ ํ ํด์๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ๋์ ๊ต๋์ ๋น์ ํ ํด์๋ชจ๋ธ์ ํ์ด๋ฒ(fiber) ์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋จ๋ฉดํด์ํ๋ก๊ทธ๋จ์ธ
ZeusNL (Elnashai et al., 2001)์์ ์ ๊ณตํ๋ ๋ค์ํ ๋น์ ํ ์์ ๋ชจ๋ธ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค.
๊ต๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ํ ๋จ๋ฉด์ ์ฌ์ฉํ์๊ณ ๋จ๋ฉด๋ด์ ์ ๋ฐํ ํ์ด๋ฒ ๋จ๋ฉดํด์์ ์ํด 200๊ฐ์ ๋ชจ๋ํฐ๋ง ์์๋ก ๋ถํ ํ์๋ค. ์ํ ๋จ๋ฉด ๋ด ์ฌ๋ฃ๋ชจ๋ธ์
์ถ๋ฐฉํฅ ์ฒ ๊ทผ, ๋น๊ตฌ์ ๋ฐ ๊ตฌ์์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ์ฌ๋ฃ๋ฅผ ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ถ๋ฐฉํฅ ์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ๋ฃ ๋ชจ๋ธ์ ์ด์ ํ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ์์ ์ด์ฉํ์๊ณ , ๋น๊ตฌ์ ๋ฐ
๊ตฌ์์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋ฃ๋ชจ๋ธ์ Mander et al.(1988) ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ๋ณธ์ผ๋ก Martinez-Rueda and Elnashai(1997)์ ์ํด ์์ ๋
์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ์์ ์ด์ฉํ์๋ค. ๊ตฌ์์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋ฃ๋ชจ๋ธ์ ํ์ํ ๊ตฌ์๊ณ์๋ Mander et al.(1988)์ ์ ์์์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๊ต๊ฐ์ ๋นํ์ฑ
์์ ๊ตฌ์ฑ์ ์์ด ์บํธ๋ ๋ฒ ๊ต๊ฐ์ ์ํ๋จ๋ฉด์ธ ๋ฐ๋ถ๋ถ์๋ ๋น๊ต์ ์งง์ ๋นํ์ฑ ์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ฐ๋ฉด ์ฝํ๋ถ๋ก ๊ฐ์๋ก ๋น๊ต์ ๊ธด ๋นํ์ฑ ์์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ต๊ฐ์
์ํ๋จ๋ฉด์์ ์์ฑํ์ง ๊ตฌ๊ฐ์ด ๋น๊ต์ ์ ํํ๊ฒ ๋ชจ์ฌ๋๋๋ก ๋ชจ๋ธ๋ง์ ์ํํ์๋ค.
์๋ถ๊ตฌ์กฐ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ฌ์ฏ ๊ฐ์ ์ฃผํ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋๋ธ์ ๋ํด ๋ฑ๊ฐ์ ํจ ๊ฐ์ฑ๊ณผ ๋นํ๋ฆผ ๊ฐ์ฑ์ ๊ฐ๋ ๋ฑ๊ฐ์ ๋จ์ผ Iํ ๋จ๋ฉด์ผ๋ก ํด์๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค.
๋ฑ๊ฐ์ ๋จ์ผ Iํ ๋จ๋ฉด ๊ณ์ฐ์ ์ผ๋ณธ์ ๋๋ก๊ต ๋ด์ง์ค๊ณ๊ธฐ์ค(Specifications for Highway Bridges Part V : Seismic
Design, 1990)์์ ์ ์๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ์๋ค. ๊ณ ์ ํ์ค ๊ณ์ฐ์์ ์๋ถ๊ตฌ์กฐ์ ๊ต๊ฐ์ ๋จ๋ฉด ๋ฐ ๋๋กํฌ์ฅ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ฌ๋๋ธ์ ๋๊ป 170mm๋ฅผ
ํฌํจ์ํจ ๋ฐ๋ฉด์, ํํ์ค์ ๊ณ ๋ คํ์ง ์์๋ค. ๊ต๋๋ฐ์นจ ๊ณ ์ ๋จ ๋ฒ ์ด๋ง์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ต์ถ์ง๊ฐ๋ฐฉํฅ๊ณผ ๊ต๊ฐ์ถ๋ฐฉํฅ์ ๋ํ ํ์ ์์ ๋๋ฅผ ํ์ฉํ ๋ฐ๋ฉด์ ๊ทธ ์ธ ๋ชจ๋
์ถ์ ๋ํ ๋ณ์ ๋ฐ ํ์ ์์ ๋๋ฅผ ๊ตฌ์ํ์๊ณ , ๊ฐ๋๋จ ๋ฒ ์ด๋ง์์๋ ๊ณ ์ ๋จ ๋ฒ ์ด๋ง์ ๊ตฌ์์กฐ๊ฑด์์ ๊ต์ถ๋ฐฉํฅ์ ๋ํ ๋ณ์ ์์ ๋๋ฅผ ์ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ์๋ค.
ํด์ ๋์ ๊ต๋์ ๋ํ ํด์๋ชจ๋ธ์ Fig. 4์ ๋ํ๋ ์๋ค.
Fig. 4.
Analytical Model of the Bridge Under Consideration
3.2 ์
๋ ฅ์ง์งํ
๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ํน์ ์
๋ ฅ์ง์ง์ ๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์๋ต์ ๊ตฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก์, ์ง์ง์ ํฌ๊ธฐ, ์ง์์๊ฐ, ์ฃผํ์ ํน์ฑ ๋ฑ์ ๋ฐ๋ฅธ ์
๋ ฅ์ง์งํ์ ๋ถํ์ค์ฑ์
ํฌํจํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํด์๋ ์ถฉ๋ถํ ์์ ์
๋ ฅ์ง์งํ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋ฏธ๊ตญ๊ณผ ์ผ๋ณธ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ณผ๊ฑฐ ๋ฐ์ํ ์ง์ง์
๋ํ ๋ง์ ์ง์ง๊ณ์ธก ์๋ฃ๊ฐ ์ ๋ฆฌ๋์ด ์๋ ๋ฐ๋ฉด์, ์ฐ๋ฆฌ๋๋ผ์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ง์งํ์ ๊ณ์ธก์๋ฃ๊ฐ ๋ถ์กฑํ ์ค์ ์ด๋ค. ์ด์ ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ตญ์ธ์์ ๊ณ์ธก๋ 25๊ฐ์
์ง์งํ๋ฅผ ์ ํํ์๋ค. ์ด ๊ณ์ธก์ง์งํ์ ์ ํ์ ์ฃผ๊ด์ ์ด์ง๋ง ๊ฐ๋ฅํ ๋ค์ํ ์ฃผํ์ ํน์ฑ ๋ฐ ์คํํธ๋ด ๊ฐ์๋ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ฐ๋๋ก ํ์๋ค. ์ ํํ ๊ณ์ธก์ง์งํ๋
Table 1์ ์ ๋ฆฌํ์ฌ ๋ํ๋ด์๊ณ , ๊ฐ ๊ณ์ธก์ง์งํ์ ๋ํด ์๊ณ๊ฐ์ ์ 5%์ ๋์ํ๋ ์๋ต์คํํธ๋ผ์ Fig. 5์ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 5์์ ์
์ ์๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ํํ 25๊ฐ์ ์ง์งํ๋ค์ ์ต๋ ์ฆํญ์์์ ์ต๋ ์คํํธ๋ด ๊ฐ์๋ ๋ฐ ๋์ ์ฃผ๊ธฐ๊ฐ ๋น๊ต์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ๋ถํฌ๋์ด ์์ด ์ ํ์
ํ๋น์ฑ์ ๋ท๋ฐ์นจํ๊ณ ์๋ค.
Table 1. Selected Input Ground Motions
Earthquakes
|
Year
|
Station
|
ML
|
Soil
|
Transverse component
|
PGA (g)
|
A/V (g/m/s)
|
Chalfant Valley, USA
|
1986
|
Zack Brothers Ranch
|
6.3
|
deep broad
|
0.447
|
1.211
|
Coalinga, USA
|
1983
|
Pleasant Valley
|
6.7
|
deep broad
|
0.592
|
0.983
|
Coalinga, USA
|
1983
|
Oil City
|
6.0
|
stiff
|
0.866
|
2.052
|
Coalinga, USA
|
1983
|
Pleasant Valley
|
6.0
|
deep broad
|
0.602
|
1.730
|
Coalinga, USA
|
1983
|
CHP(temp)
|
5.3
|
deep broad
|
0.733
|
1.949
|
Gazli, Uzbekistan
|
1976
|
Gazli
|
6.4
|
very soft
|
0.720
|
1.148
|
Imperial Valley, USA
|
1979
|
Bons Corner
|
6.6
|
deep broad
|
0.775
|
1.688
|
Imperial Valley, USA
|
1979
|
El Centro Array#4
|
6.6
|
deep broad
|
0.485
|
1.297
|
Imperial Valley, USA
|
1979
|
El Centro Array#5
|
6.6
|
deep broad
|
0.519
|
1.107
|
Ionian, Greece
|
1973
|
Lefkada-OTE Building
|
5.3
|
soft
|
0.525
|
0.921
|
Kobe, Japan
|
1995
|
Takarazuka
|
6.9
|
soft deep
|
0.694
|
0.814
|
Loma Prieta, USA
|
1989
|
Capitola
|
6.9
|
deep narrow
|
0.529
|
1.449
|
Loma Prieta, USA
|
1989
|
Corralitos
|
6.9
|
stiff
|
0.644
|
1.167
|
Loma Prieta, USA
|
1989
|
Coyote Lake dam
|
6.9
|
rock
|
0.484
|
1.219
|
Loma Prieta, USA
|
1989
|
Gilroy Array#4
|
6.9
|
deep broad
|
0.417
|
1.075
|
Mammoth Lakes, USA
|
1980
|
Long Valley dam
|
6.2
|
rock
|
0.921
|
3.187
|
Morgan Hill, USA
|
1984
|
Coyote Lake Dam
|
6.2
|
rock
|
1.298
|
1.606
|
Morgan Hill, USA
|
1984
|
Halls Valley
|
6.2
|
deep narrow
|
0.312
|
0.792
|
N. Palm Springs, USA
|
1986
|
North Palm Springs
|
5.9
|
deep broad
|
0.694
|
2.053
|
N. Palm Springs, USA
|
1986
|
Whitewater Trout Farm
|
5.9
|
deep narrow
|
0.612
|
1.943
|
Northridge, USA
|
1994
|
Newhall
|
6.6
|
deep broad
|
0.590
|
0.607
|
Northridge, USA
|
1994
|
Santa Monica City Hall
|
6.6
|
deep broad
|
0.883
|
2.118
|
Northridge, USA
|
1994
|
Sylmar-Olive View Med FF
|
6.6
|
deep broad
|
0.843
|
0.650
|
San Fernando, USA
|
1971
|
Pacoima Dam
|
6.6
|
stiff
|
1.226
|
1.090
|
Tabas, Iran
|
1978
|
Tabas
|
7.7
|
deep narrow
|
0.852
|
0.702
|
Fig. 5.
Response Spectrum of the Selected Input Ground Motions
3.3 ๋์ ๊ต๋์ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅ์๋ต
3.1์์ ์ ์๋ ํด์๋ชจ๋ธ์ ์ ํ๋ 25๊ฐ์ ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ์ ์ฉํ์ฌ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ์ํํ์๋ค. ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์์๋ ๊ณ์ธก์ง์งํ์
๋ํด 0.1g์์ 2.0g๊น์ง 0.1g์ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ์ ํ์ฌ ๊ต๊ฐ์ ๋น์ ํ ์๋ต์ ๊ฒํ ํ์๋ค. ๊ต๊ฐ์ ๋น์ ํ ์๋ต ๋ณ์๋ก, ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์์
์ฌ์ฉํ๋ ์์ํ๊ณ์ํ์์ ๋ถํฉ์ฑ์ ์ํด ๊ต๊ฐ์ ์ํ๋ณ์๋น๋ฅผ ์ ํํ์๋ค. Fig. 3์ ๊ต๊ฐ P664์ ์์์ํ๋ฅผ ๋ํ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ด์์ผ๋ฏ๋ก ๊ต๊ฐ P664์
์ต๋ ์ํ๋ณ์๋น๋ฅผ ์ธ ๋จ๊ณ์ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ ๋ฒ์๋ณ๋ก Fig. 6์ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 6์์ ํ์ธํ ์ ์๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ ์ฆ๊ฐ์ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก
์ต๋ ์ํ๋ณ์๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ์ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ ๋ฒ์๊ฐ ์ปค์ง์ ๋ฐ๋ผ ์ฆ๊ฐ ๋น์จ์ด ๋ค์ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด์๊ณ ์ด๋ ๋ชจ๋ ๊ต๊ฐ์์
๋์ผํ์๋ค.
Fig. 6.
Maximum Drift Ratio Distribution of Pier P664
4. ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์
3.3์์ ๊ตฌํด์ง ๊ต๊ฐ์ ์ต๋ ์ํ๋ณ์๋น ์๋ต์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ์๋ค. ์ง์ง์ทจ์ฝ๋๋ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํน์ ํ ์ง์งํ์ค์ด ์์ฉํ ๋,
๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์๋ต์ด ์์ํ๊ณ์ํ๋ฅผ ์ด๊ณผํ ๋์ ํ๋ฅ ๋ก ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํจ์์ ๊ตฌ์กฐ์๋ต ํ๋ฅ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋, ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ์์ด
์ฌ์ฉํ๋ ํด๋ผ์ฐ๋(cloud) ๋ฐฉ๋ฒ, ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ํ์ฌ ์ฌ์ฉํ๋ ์คํธ๋ผ์
(stripe) ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋๋์ด์ง๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ 25๊ฐ์ ๋น๊ต์
์ ์ ์์ ๊ณ์ธก์ง์งํ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ณ์ธก์ง์งํ์ ๋ํด ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ์ ํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ์๊ณ , ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํด ๊ตญ๋ด์ธ์์ ๋น๋ฒํ๊ฒ
์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ Shinozuka et al.(2000)์ด ์ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ํํ์๋ค.
4.1 ์ต์ฐ๋๋ฒ
Shinozuka et al.(2000)์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํจ์๋ฅผ ๋์์ ๊ท๋ถํฌํจ์(log-normal distribution function)๋ก ํํํ๊ณ ,
๋์์ ๊ท๋ถํฌํจ์์ ์ค์๊ฐ(median value)๊ณผ ๋์ํ์คํธ์ฐจ(log-standard deviation)๋ฅผ ์ต์ฐ๋์ถ์ ๋ฒ(Maximum Likelihood
Estimation)์ ์ํ์ฌ ์ถ์ ํ๋ ๊ฒ์ ์ ์ํ์๋ค. Shinozuka et al.(2000)์ ์ค์ ์ง์ง์ ์ํด ์์๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํผํด์๋ฃ๋ฅผ ๊ทผ๊ฑฐ๋ก
๊ฒฝํ์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํํ์ฌ ๋์์ ๊ท๋ถํฌํจ์๋ก ์ ์๋ ์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ํ๋น์ฑ์ ์
์ฆํ์๋ค. ์ต์ฐ๋์ถ์ ๋ฒ์ ์ต์ฐ๋ ํจ์๋ฅผ ์ ์ํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ฐ๋ผ ์ธ
๊ฐ์ง๋ก ๊ตฌ๋ถํ ์ ์์ง๋ง, ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ๊ธฐ ๋ค๋ฅธ ์์์ํ์ ๋ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ด ์๋ก ๊ต์ฐจํ๋ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ ํ์์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ
๊ฐ ์์๋จ๊ณ๋ณ๋ก ์ค์๊ฐ์ ์ต์ฐ๋ ํจ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ถ์ ํ๋ ๋์ํ์คํธ์ฐจ๋ ๋์ ๊ต๋์ ๋ชจ๋ ์์๋จ๊ณ๋ณ ์๋ฃ๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ๊ณตํต๋์ํ์คํธ์ฐจ(common log-standard
deviation)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์ ๋ํ์๋ค.
์์์ ์ง์ง์ ์ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์์๋จ๊ณ๋ฅผ Nstate๊น์ง ๊ณ ๋ คํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์์๋จ๊ณ ๊ฐ์๋งํผ์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์ป์ ์ ์์ผ๋ฉฐ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋๊ฐ ai์ธ ์์์ ์ง์ง์ ๋ํ์ฌ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ด ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ์๋ ๊ฐ ์ฑ๋ฅํ๊ณ Ek๋ฅผ ์ด๊ณผํ ํ๋ฅ , ์ฆ ์ง์ง์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ Eq. (1)๊ณผ ๊ฐ์ด Fj(ai, cj, ๐)๋ก ๋ํ๋ด๊ณ , ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ ์ ์๋ค.
์์ (1)
์ฌ๊ธฐ์, cj์ ๐๋ ์์์ง์ j์ ๋ํ ๋์์ ๊ท๋ถํฌํจ์์ ์ค์๊ฐ๊ณผ ๊ณตํต๋์ํ์คํธ์ฐจ์ด๋ฉฐ, ์์์ํ๋ j=1, 2, โฆ, Nstate๋ก ๋ํ๋ธ๋ค. ์ง์ง๋ฐ์ ํ ๊ต๋์ ์ํ๋ฅผ Ek๋ก ์ ์ํ๋ฉด, ๊ต๋์ ์์์ด Ek์ Ek+1 ์ฌ์ด์ ์์ ํ๋ฅ Pik=P(ai, Ek)์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ตฌํ ์ ์๋ค. ๋ง์ฝ, ์์๋จ๊ณ๋ฅผ ๊ฒฝ๋ฏธ, ๋ณดํต, ์ฌ๊ฐ์ ์ธ ๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ๋ถํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ฐ ์์๋จ๊ณ์ ๋์ํ๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋
๊ณก์ ์ ๊ฐ๊ฐ F1(โค), F2(โค), F3(โค)๋ผ๊ณ ํ๊ณ ์ง์ง๋ฐ์ ํ ๊ต๋์ ์์์ํ๋ฅผ ๋ฌด์์, ๊ฒฝ๋ฏธ, ๋ณดํต ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฌ๊ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ๊ฐ ์์์ํ๋ฅผ E1, E2, E3 ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ E4๋ก ์ ์ํ๋ฉด j๋ฒ์งธ ์์์ํ์ ๋ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์๋ Eq. (2)์ ๊ฐ์ด ์ ์ํ ์ ์๋ค.
์์ (2)
์ต์ฐ๋ ํจ์๋ ๋ค์ Eq. (3)๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ต๋์ด ์ง์ง ๋ฐ์ ํ ์ด๋ค ์ํ์ ์๋ ์ง๋ฅผ ํ๋จํ ํ, ํด๋น๋๋ ํ๋ฅ ๋ง์ ์ฆ๊ฐ์ํฌ ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑํ๋ค.
์์ (3)
์ฌ๊ธฐ์, xik๋ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ PGA(g)=ai์ธ ์ง์ง์ ๋ํ์ฌ, ๊ต๋์ด Ek์ ์์์ํ๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ์๋ xik์ด๊ณ ๊ทธ๋ ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ xik์ ๊ฐ์ ๊ฐ์ง๋ค. ์์ ๊ฐ์ ์ต์ฐ๋ ํจ์๋ก๋ถํฐ ๋ค์์ Eq. (4)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ cj์ ๐๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ์ ์๋ค.
์์ (4)
์์๋ก ์์ ๊ธฐ์ ๋ ์ธ ์์๋จ๊ณ์ ๋ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ๋์ํํ์ฌ Fig. 7์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, Fig. 7์์ E1, E2, E3 ๋ฐ E4๋ ๊ฐ๊ฐ ๋ฌด์์, ๊ฒฝ๋ฏธ, ๋ณดํต ๋ฐ ์ฌ๊ฐ ์์์ํ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
Fig. 7.
Graphical Example of a Seismic Fragility Curve
4.2 ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ํ๋ณ์๋น
์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํจ์์์ ์์ํ๊ณ์ํ๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์์์ ๋๋ฅผ ์์ธกํ๋ ๊ฐ์ฅ ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ๋ฐฉ๋ฒ์ด๋ฉฐ ๊ณผ๊ฑฐ ์ง์ง์ ๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์์๊ณผ ๊ด๋ จํ ํต๊ณ์ ๋ถ์ ์๋ฃ๋ผ๊ณ
ํ ์ ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ธฐ์กด์ Dutta(1999)์ HAZUS(1999)๊ฐ ์ ์ํ ๊ต๋ ๊ต๊ฐ์ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ํ๋ณ์๋น ํ๊ณ๊ฐ๊ณผ Jeon
et al.(2014)์ด ์ ์ํ ์ํ๋ณ์๋น ํ๊ณ๊ฐ์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ค์ฏ ๋จ๊ณ์ ์์ํ๊ณ์ํ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์๊ณ , ๊ฐ
์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ํ๋ณ์๋น ํ๊ณ๊ฐ์ ์ ๋ฆฌํ์ฌ Table 2์ ์์ฝํ์๋ค.
Table 2. Lateral Drift Limits Corresponding to Damage Limit States
Damage limit state
|
Dutta
(1999)
|
HAZUS
(1999)
|
Jeon et al.
(2014)
|
DS1
|
No
|
0.005
|
-
|
-
|
DS2
|
Slight
|
0.007
|
0.005
|
0.005
|
DS3
|
Moderate
|
0.015
|
0.010
|
0.010
|
DS4
|
Extensive
|
0.025
|
0.020
|
0.015
|
DS5
|
Complete
|
0.050
|
0.050
|
0.040
|
4.3 ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์
๋์ ๊ต๋์ ๋ํ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ํตํด ๊ฐ ๊ต๊ฐ์ ์ต๋ ์ํ๋ณ์๋น๋ฅผ ๊ตฌํ์๊ณ , ์ต๋ ์ํ๋ณ์๋น ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ง์ง๊ฐ๋
๋ฒ์๋ณ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ๊ตฌํ์๋ค. ์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ณ์๋ก ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋๋ฅผ ์ ํํ์๊ณ , ์์ ๊ธฐ์ ํ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋ํ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ก Table 2์
๋ํ๋ธ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ๊ต๊ฐ P664์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ Fig. 8์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 8.
Seismic Fragility Curve of Pier P664 at Each Earthquake Intensity Range
Table 2์ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ํ๋ณ์๋น๋ก๋ถํฐ ์์ธกํ ์ ์๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ, ๋ฌด์์์์ ์ฌ๊ฐ ์์์ฌํ ์์ค์์๋ Dutta(1999)์ ์์ํ๊ณ์ํ์
๋์ํ๋ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ด HAZUS(1999)์ Jeon et al.(2014)์ ์ํ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ๋ณด๋ค ๋ค์ ๋ฎ๊ฒ ์์ธก๋๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด๋
Dutta(1999)์ ์ํด ์ ์๋ ์ํ๋ณ์๋น ํ๊ณ๊ฐ์ด ๋ค๋ฅธ ๋ ์ ์ ํ๊ณ๊ฐ๋ณด๋ค ๋ค์ ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋ํ ์์กด์ฑ์ด
๋งค์ฐ ๋์ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. ๋ํ Fig. 8์์ ํ์ธํ ์ ์๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ, ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ ์ ์ปค์ ธ ๋ ๋ฐฐ ์ด์๊น์ง
์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์์ด ๊ต๋์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ๋ ์ ์์ํ๊ณ์ํ์ ์ ํ์ด ๋งค์ฐ ์ค์ํจ์ ์ ์ ์๋ค. ํํธ HAZUS(1999)์ Jeon et
al.(2014)์ ์ํด ์ ์๋ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์ฐจ์ด๋ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋ค.
์ง์ง๊ฐ๋๋ณ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ๋น๊ต ๊ฒฐ๊ณผ, ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๋ฅผ ํฌ๊ฒ ํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ค์ ๊ต๋์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์์์ํ๋ฅผ ๋ฐ์์ํจ
์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ ๋ณด๋ค ๋ ํฐ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋๋ฅผ ์์ธกํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋์ ๊ต๋์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ณ์ธก๋ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋ 0.829g์์ ๊ต๊ฐ์ ์ฌ๊ฐํ ์์์ํ(DS4)๊ฐ
๋ฐ์ํ์๊ณ , ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๋ฅผ 1.0g๋ก ์ ํํ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ฌ๊ฐํ ์์์ํ์ ์ค์๊ฐ์ ๋์ํ๋ ์ง์ง๊ฐ๋๊ฐ ๊ณ์ธก๋ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋์
๊ทผ์ ํ์ฌ ์์ธกํจ์ ์ ์ ์๋ค. ํ์ง๋ง ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๋ฅผ 1.5g ๋๋ 2.0g๊น์ง ๋์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ฌ๊ฐํ ์์์ํ์ ์ค์๊ฐ์ ๋์ํ๋ ์ง์ง๊ฐ๋๊ฐ
๊ณ์ธก๋ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋๋ณด๋ค ๋งค์ฐ ํฌ๊ฒ ์์ธกํจ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ํ์์ ๊ฐ ์ง์ง๊ฐ๋ ๋ฒ์๋ณ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋์ํ๋ ์ค์๊ฐ์ ์ ๋ฆฌํ Table
3์์๋ ํ์ธํ ์ ์๋ค. Table 3์์ ์ ์ ์๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ, ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๋ฅผ 1.0g๋ก ์ ํํ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ค์๊ฐ์ด ์ค์ ๊ณ์ธก์ง์งํ์ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋์
์ ์ฌํจ์ ์ ์ ์๋ค. ์ด์์ผ๋ก ์ ์ ์๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๋์ ๊ต๋๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ต๋์ ์์ํ๊ณ์ํ๋ณ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์์
์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์ ์ค์ ์ ๋ํ ๋ฉด๋ฐํ ๊ฒํ ๊ฐ ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Table 3. Median Value at Each Earthquake Intensity Range for Pier P664
Damage limit state
|
Median value (g) at each earthquake intensity
|
Dutta(1999)
|
HAZUS(1999)
|
Jeon et al.(2014)
|
1.0g
|
1.5g
|
2.0g
|
1.0g
|
1.5g
|
2.0g
|
1.0g
|
1.5g
|
2.0g
|
DS2
|
0.62
|
0.76
|
0.84
|
0.51
|
0.58
|
0.59
|
0.51
|
0.58
|
0.59
|
DS3
|
0.82
|
1.09
|
1.31
|
0.73
|
0.95
|
1.10
|
0.69
|
0.86
|
0.99
|
DS4
|
0.93
|
1.24
|
1.54
|
0.87
|
1.19
|
1.49
|
0.83
|
1.11
|
1.36
|
DS5
|
-
|
1.40
|
1.74
|
-
|
1.40
|
1.74
|
-
|
1.38
|
1.71
|
5. ๊ฒฐ ๋ก
์ด ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ต๋์ ๋ํ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์์ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๊ฐ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ฆ, ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๊ฒํ ํ์๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด
๊ณผ๊ฑฐ ์ง์ง์ ์ํด ์ฌ๊ฐํ ์์์ด ๋ฐ์ํ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ต๋์ ์ ํํ์ฌ ๋น์ ํ ๋์ ์๊ฐ์ด๋ ฅํด์์ ์ํํ์๋ค. ์ด 25๊ฐ์ ๊ณ์ธก์ง์งํ๊ฐ ํด์์ ์ฌ์ฉ๋์๊ณ ,
๊ต๊ฐ์ ์ํ๋ณ์๋น ๋ฐ ์ต๋์ง๋ฐ๊ฐ์๋๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ๊ต๋์ ์๋ต ๋ฐ ์ง์ง๊ฐ๋ ๋ณ์๋ก ์ ํํ์๋ค. ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ ๋๋ ๋์ ๊ต๋์ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ผ๋ก๋ถํฐ
์ป์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ ๋ฆฌํ๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
(1) ์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ ํํ Dutta(1999), HAZUS(1999) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ Jeon et al.(2014)์ด ์ ์ํ ์์ํ๊ณ์ํ๋ณ ์ํ๋ณ์๋น ํ๊ณ๊ฐ์ผ๋ก
์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ ๊ฒฐ๊ณผ, Dutta(1999)์ ์ํ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ด ๋ค๋ฅธ ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด ๋ฎ๊ฒ ์์ธก๋์๊ณ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ทธ ์ฐจ์ด๋
์ปค์ง์ ์ ์ ์์๋ค. ์ด๋ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ด ์์ํ๊ณ์ํ์ ํฌ๊ฒ ์์กดํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ์ ๋ ์ ์์ํ๊ณ์ํ์ ์ ํ์ด ๋งค์ฐ
์ค์ํจ์ ์ ์ ์๋ค.
(2) ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ๊ณก์ ๋ฐ ์ค์๊ฐ์ ๋ํ ๊ฒํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ์ค์ ๊ต๋์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์์์ํ๋ฅผ ๋ฐ์์ํจ ์ง์ง๊ฐ๋๋ณด๋ค ๋
ํฐ ์ง์ง๊ฐ๋๋ฅผ ์์ธกํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฐฐ์จ์กฐ์ ๋ฒ์๋ฅผ ์์๋ก ์ ํ์ฌ ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํํ ๊ฒฝ์ฐ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์ฐ์ ์ ์ค๋ฅ๋ฅผ
๋ฒํ ์ ์๊ณ ์ด๋ ๋ด์ง์ฑ๋ฅํ๊ฐ์ ์ํฅ์ ๋ผ์ณ ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ๋ณด์/๋ณด๊ฐ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง ์์ ์ ๋ ์๋ค.
(3) ๊ฒฐ๋ก ์ ์ผ๋ก ์ง์ง์ทจ์ฝ๋ ํด์์ ์ํ ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ์์์ด๊ณผํ๋ฅ ์์ธก์ ์ํด์๋, ๊ตญ๋ด ๋ด์ง์ค๊ณ์ ๋ถํฉ๋๋ ์์ํ๊ณ์ํ์ ๋ํ ์ ๋ฆฝ๊ณผ ํจ๊ป ํด์์ ์ ์ฉ๋๋
์ง์ง๊ฐ๋์ ๋ฒ์์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.